Linux系统中时间的获取和使用

linux系统时间有两种。
（1）日历时间。该值是自协调世界时(utc)1970年1月1日00:00:00这个特定时间以来所经过的秒数累计值。基本数据类型用time_t保存。最后通过转换才能得到我们平时所看到的24小时制或者12小时间制的时间。
（2）进程时间。也被称为cpu时间，用以度量进程使用的中央处理器资源。进程时间以时钟滴答计算。
本文将给大家详细介绍关于linux时间的获取和使用，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧
获取时间戳
time()
#include <time.h> time_t time(time_t *calptr)time返回当前时间的时间戳，也就是从世界时到现在的秒数;time_t实际就是一个uint64_t；calptr不为空时，时间戳也会写入到该指针中；调用示例：
#include <time.h> #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; int main() { time_t curtime; curtime = time(null); cout << curtime << endl; return 0; }结果：
返回一串数值，如1533287924
gettimeofday()和clock_gettime()
time函数只能得到秒精度的时间，为了获得更高精度的时间戳，需要其他函数。gettimeofday函数可以获得微秒精度的时间戳，用结构体timeval来保存；clock_gettime函数可以获得纳秒精度的时间戳，用结构体timespec来保存。
#include <sys/time.h> int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp); 因为历史原因tzp的唯一合法值是null，因此调用时写入null即可。 int clock_gettime(clockid_t clock_id, strcut timespec *tsp); clock_id有多个选择，当选择为clock_realtime时与time的功能相似，但是时间精度更高。两个函数使用的结构体定义如下：
struct timeval { long tv_sec; /*秒*/ long tv_usec; /*微秒*/ }; struct timespec { time_t tv_sec; //秒 long tv_nsec; //纳秒 };调用示例：
#include <time.h> #include <sys/time.h> #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; int main() { time_t dwcurtime1; dwcurtime1 = time(null); struct timeval stcurtime2; gettimeofday(&stcurtime2, null); struct timespec stcurtime3; clock_gettime(clock_realtime, &stcurtime3); cout << time1: << dwcurtime1 << s << endl; cout << time2: << stcurtime2.tv_sec << s, << stcurtime2.tv_usec << us << endl; cout << time3: << stcurtime3.tv_sec << s, << stcurtime3.tv_nsec << ns << endl; return 0; }结果：
编译时要在编译命令最后加上-lrt链接real time动态库，如
g++ -o time2 test_time_linux_2.cpp -lrt
time1: 1533289490s
time2: 1533289490s, 133547us
time3: 1533289490s, 133550060ns
可视化时间
tm结构体
得到的时间戳不能直观的展示现在的时间，为此需要使用tm结构体来表示成我们日常所见的时间，该结构体定义如下：
struct tm { int tm_sec; /*秒，正常范围0-59， 但允许至61*/ int tm_min; /*分钟，0-59*/ int tm_hour; /*小时， 0-23*/ int tm_mday; /*日，即一个月中的第几天，1-31*/ int tm_mon; /*月， 从一月算起，0-11*/ 1+p->tm_mon; int tm_year; /*年， 从1900至今已经多少年*/ 1900＋ p->tm_year; int tm_wday; /*星期，一周中的第几天， 从星期日算起，0-6*/ int tm_yday; /*从今年1月1日到目前的天数，范围0-365*/ int tm_isdst; /*日光节约时间的旗标*/ };time_t转成tm
gmtime 和localtime可以将time_t类型的时间戳转为tm结构体，用法如下：
struct tm* gmtime(const time_t *timep); //将time_t表示的时间转换为没有经过时区转换的utc时间，是一个struct tm结构指针 stuct tm* localtime(const time_t *timep); //和gmtime功能类似，但是它是经过时区转换的时间，也就是可以转化为北京时间。固定格式打印时间
得到tm结构体后，可以将其转为字符串格式的日常使用的时间，或者直接从time_t进行转换，分别可以使用以下两个函数达到目的。不过这两个函数只能打印固定格式的时间。
//这两个函数已经被标记为弃用，尽量使用后面将要介绍的函数 char *asctime(const struct tm* timeptr); char *ctime(const time_t *timep);调用示例：
#include <time.h> #include <sys/time.h> #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; int main() { time_t dwcurtime1; dwcurtime1 = time(null); struct tm* ptime; ptime = localtime(&dwcurtime1); char* strtime1; char* strtime2; strtime1 = asctime(ptime); strtime2 = ctime(&dwcurtime1); cout << strtime1 << endl; cout << strtime2 << endl; return 0; }结果：
fri aug 3 18:24:29 2018
fri aug 3 18:24:29 2018
灵活安全的时间转换函数strftime()
上述两个函数因为可能出现缓冲区溢出的问题而被标记为弃用，因此更加安全的方法是采用strftime方法。
/* @buf：存储输出的时间 @maxsize：缓存区的最大字节长度 @format：指定输出时间的格式 @tmptr：指向结构体tm的指针 */ size_t strftime(char* buf, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *tmptr);我们可以根据format指向字符串中格式，将timeptr中存储的时间信息按照format指定的形式输出到buf中，最多向缓冲区buf中存放maxsize个字符。该函数返回向buf指向的字符串中放置的字符数。
函数strftime()的操作有些类似于sprintf()：识别以百分号(%)开始的格式命令集合，格式化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串 strdest中各种日期和时间信息的确切表示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面，它们是区分大小写的。
%a 星期几的简写
%a 星期几的全称
%b 月分的简写
%b 月份的全称
%c 标准的日期的时间串
%c 年份的后两位数字
%d 十进制表示的每月的第几天
%d 月/天/年
%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天
%f 年-月-日
%g 年份的后两位数字，使用基于周的年
%g 年分，使用基于周的年
%h 简写的月份名
%h 24小时制的小时
%i 12小时制的小时
%j 十进制表示的每年的第几天
%m 十进制表示的月份
%m 十时制表示的分钟数
%n 新行符
%p 本地的am或pm的等价显示
%r 12小时的时间
%r 显示小时和分钟：hh:mm
%s 十进制的秒数
%t 水平制表符
%t 显示时分秒：hh:mm:ss
%u 每周的第几天，星期一为第一天 （值从0到6，星期一为0）
%u 第年的第几周，把星期日做为第一天（值从0到53）
%v 每年的第几周，使用基于周的年
%w 十进制表示的星期几（值从0到6，星期天为0）
%w 每年的第几周，把星期一做为第一天（值从0到53）
%x 标准的日期串
%x 标准的时间串
%y 不带世纪的十进制年份（值从0到99）
%y 带世纪部分的十制年份
%z，%z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。
%% 百分号
调用示例：
#include <time.h> #include <sys/time.h> #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; int main() { time_t dwcurtime1; dwcurtime1 = time(null); struct tm* ptime; ptime = localtime(&dwcurtime1); char buf[100]; strftime(buf, 100, time: %r, %a %b %d, %y, ptime); cout << buf << endl; return 0; }结果：
time: 08:18:12 pm, fri aug 03, 2018
时间函数之间的关系图
进程时间
进程时间是进程被创建后使用cpu的时间 ，进程时间被分为以下两个部分：
用户cpu时间：在用户态模式下使用cpu的时间内核cpu时间：在内核态模式下使用cpu的时间。这是执行内核调用或其他特殊任务所需要的时间。clock函数
clock函数提供了一个简单的接口用于取得进程时间，它返回一个值描述进程使用的总的cpu时间（包括用户时间和内核时间），该函数定义如下：
#include <time.h> clock_t clock(void) //if error, return -1clock函数返回值得计量单位是clocks_per_sec，将返回值除以这个计量单位就得到了进程时间的秒数
times函数
times函数也是一个进程时间函数，有更加具体的进程时间表示，函数定义如下：
#include <sys/times.h> clock_t times(struct tms* buf); struct tms{ clock_t tms_utime; clock_t tms_stime; clock_t tms_cutime; clock_t tms_cstime; };times函数虽然返回类型还是clock_t，但是与clock函数返回值的计量单位不同。times函数的返回值得计量单位要通过sysconf(sc_clk_tck)来获得。
linux系统编程手册上一个完整的使用案例如下：
#include <time.h> #include <sys/times.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> static void displayprocesstime(const char* msg) { struct tms t; clock_t clocktime; static long clocktick = 0; if (msg != null) { printf(%s\n, msg); } if (clocktick == 0) { clocktick = sysconf(_sc_clk_tck); if (clocktick < 0) return; } clocktime = clock(); printf(clock return %ld clocks_per_sec (%.2f seconds)\n, (long)clocktime, (double)clocktime/clocks_per_sec); times(&t); printf(times return user cpu = %.2f; system cpu = %.2f\n, (double)t.tms_utime / clocktick, (double)t.tms_stime / clocktick); } int main() { printf(clocks_per_sec = %ld, sysconf(_sc_clk_tck) = %ld\n, (long)clocks_per_sec, sysconf(_sc_clk_tck)); displayprocesstime(start:); for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) { getpid(); } printf(\n); displayprocesstime(end:); return 0; }参考
[1] http://www.runoob.com/w3cnote/cpp-time_t.html
[2] unix高级环境编程(第三版)
[3] unix系统编程手册


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